化学反应与能量复习课件

化学反应与能量化学反应中能量变化的研究是化学的核心内容之一了解化学反应中的能量变化，可以帮助我们更好地理解化学反应的本质，并预测反应的进行方向能量概述太阳能风能水能太阳能是一种可再生能源，通过太阳光照射风能是一种清洁能源，利用风力驱动风力涡水能是一种可再生能源，利用水流推动水轮到地球表面，将光能转换为热能或电能轮机，将风能转化为电能机，将水能转化为电能热化学反应热化学反应的定义热化学反应是指伴随着能量变化的化学反应，即在反应过程中会吸收或释放热量热化学方程式的书写热化学方程式表示了反应物和生成物的化学计量关系，以及反应焓变的值热化学反应的分类热化学反应可分为吸热反应和放热反应，根据能量变化的方向进行分类热化学反应的应用热化学反应在工业生产、能源利用和日常生活等方面都有广泛的应用化学键的形成与破坏化学键的形成化学键的形成是原子间通过共享或转移电子而形成的稳定结构原子形成化学键的过程通常伴随着能量的释放，使体系能量降低，达到更稳定的状态化学键的破坏化学键的破坏需要吸收能量，将原子从稳定的化学键状态分离出来，需要克服原子之间的吸引力能量变化化学反应过程中化学键的形成和破坏伴随着能量的变化，决定着反应的热效应吸热反应与放热反应吸热反应放热反应12吸热反应从周围环境吸收能量放热反应向周围环境释放能量这会导致环境温度下降这导致环境温度升高化学键3吸热反应需要能量来断裂化学键，而放热反应则在形成新键时释放能量反应热与焓变反应热是指化学反应过程中放出或吸收的热量，而焓变则是指化学反应过程中焓的变化焓变是反应热在热力学上的定义，它表示体系在恒压条件下所发生的热量变化焓变是反应热的一个重要概念，它可以用来判断反应是否自发进行，也可以用来计算反应的平衡常数，并且可以用来预测反应的产物和反应速率等反应热和焓变是化学热力学中的重要概念，它们对于理解化学反应的本质和规律具有重要的意义焓变的计算焓变计算公式1焓变可以通过热化学方程式的焓变数据计算得出，也可以通过产物生成焓减去反应物生成焓获得生成焓2生成焓是指在标准状态下，由最稳定的单质生成物质时1mol焓变的值，生成焓数值可以通过查阅标准焓变表获得举例说明3例如，反应的焓变，A+B→CΔH=ΔHC-[ΔHA+ΔHB]其中是的生成焓，和分别是和的ΔHC CΔHAΔHB AB生成焓焓变与温度关系焓变是指化学反应过程中焓的变化量，它与反应温度密切相关焓变是温度的函数，温度越高，焓变越大25摄氏度通常情况下，温度以摄氏度（℃）为单位298K开尔文在热力学计算中，温度通常使用开尔文（K）为单位10KJ/mol焓变的单位通常为千焦每摩尔（KJ/mol）焓变对化学平衡的影响焓变影响平衡焓变指反应过程中热量的变化，正值吸热，负值放热焓变会影响反应的平衡常数，进而影响平衡位置例如，吸热反应在升温时平衡向正反应方向移动，放热反应在降温时平衡向正反应方向移动生活中的化学反应与能量化学反应伴随着能量变化，能量变化在日常生活中无处不在例如，烹饪时，燃气燃烧释放热量，为食物提供能量电池提供电力，为手机、电脑等设备提供能量这些都是化学反应与能量的应用，使我们的生活更加便捷高效热化学方程式定义特点热化学方程式是表示化学反应中热化学方程式不仅包含反应物和热量变化的化学方程式生成物，还包含反应热（）的ΔH值书写规则用途热化学方程式必须注明反应条件热化学方程式可以用来计算反应（温度、压力）和物质状态热，预测反应方向，判断反应的自发性焓变的测定化学反应的焓变可以利用实验方法测定，通常利用热量计来测定直接测定法1利用热量计直接测定反应放出或吸收的热量间接测定法2利用已知焓变的反应来计算未知反应的焓变计算法3利用热化学方程式和化学键能来计算焓变直接测定法通常用于测定简单反应的焓变，间接测定法适用于测定复杂的反应，计算法则适用于测定理论上的焓变焓变数据的应用预测反应进行方向计算反应热评估反应效率设计化学反应焓变数据可以帮助判断反应是通过焓变数据，可以计算不同焓变可以反映反应中能量转化焓变数据为化学反应的设计提否自发进行焓变为负值的反反应的反应热，并预测不同温效率焓变越大，能量转化效供重要信息可以根据焓变选应更容易发生度下的反应热变化率越高择合适的反应条件，提高反应效率反应热与焓变的关系定义不同焓变12反应热是指化学反应过程中放焓变是指化学反应过程中焓的出或吸收的热量变化量相互关系应用34焓变是反应热在标准状态下的焓变可以帮助我们预测反应的特殊情况热效应，并设计新的化学反应反应热与化学键能化学键能反应热化学键能指断裂摩尔特定化学键反应热指化学反应过程中放出或1所需的能量，是化学反应热效应吸收的热量，反应热的大小与反的重要来源应物和生成物的化学键能有关键能与反应热反应热等于生成物化学键能之和减去反应物化学键能之和反应的自发性冰块融化铁生锈木材燃烧当周围环境温度高于冰点时，冰块会自发融铁在潮湿的环境中会自发发生氧化反应，形木材在充足氧气条件下，会自发燃烧，释放化，形成液态水成铁锈热量和光自发性和自发过程自发性1一个过程是否能自发进行自发过程2一个过程能够自发进行非自发过程3一个过程需要外界条件才能进行自发性是指一个过程是否能自发进行，自发过程指的是一个过程能够自发进行，而非自发过程指的是一个过程需要外界条件才能进行例如，水结冰是一个自发过程，因为在一定温度下，水会自发地结成冰而将冰融化成水是一个非自发过程，因为需要外界热量才能使冰融化自发性与∆G吉布斯自由能变化是衡量化学反应自发性的重要指标∆G自发反应，可以自发进行∆G0反应处于平衡状态∆G=0非自发反应，需要外界能量才能进∆G0行吉布斯自由能化学反应自发性吉布斯自由能是判断化学反应自发性的关键指标能量变化吉布斯自由能变化反映了反应中能量变化的综合结果，包含焓变和熵变公式吉布斯自由能变化的公式为∆G=∆H-T∆S标准状态下的∆G在标准状态下，∆G的值称为标准摩尔吉布斯自由能变，符号为∆G°标准状态定义为温度为

298.15K25℃和压强为

101.325kPa1atm的条件下在标准状态下，∆G°的值可以从热力学数据手册中查得根据Gibbs自由能变化的定义，可以得出以下结论当∆G°0时，反应在标准状态下自发进行；当∆G°0时，反应在标准状态下不自发进行；当∆G°=0时，反应在标准状态下处于平衡状态

298.15K1atm温度压强与化学平衡∆G平衡常数能量变化平衡移动为时，反应处于平衡状态，可逆反应达反映了反应的自发程度，正值反应非自外界条件变化，如温度、浓度、压强等，会∆G0∆G到平衡状态，正逆反应速率相等，反应物和发，负值反应自发，值为反应处于平衡状改变，导致平衡移动，从而改变反应物0∆G生成物浓度保持不变态和生成物的比例化学反应的自发性与可逆性自发性可逆性12化学反应在一定条件下能自发大多数化学反应都是可逆的，进行，意味着反应能自发进行即正逆反应同时进行，直到达，且能完成到平衡状态两者关系3自发性与可逆性是化学反应的两个重要性质，它们相互联系，共同影响着反应的进行方向和程度化学平衡的定量关系化学平衡常数可以定量描述化学反应的平衡状态，它表示在一定温度下，反应K物和生成物在平衡状态时的相对浓度之比值越大，表明反应越完全，反应物K的转化率越高化学平衡常数只与温度有关，与反应物的初始浓度无关我们可以利用值来K K预测反应的方向和程度，也可以利用值来计算反应的平衡转化率K化学平衡是可逆反应中的动态平衡，反应在正向和逆向同时进行，且速率相等我们可以通过改变温度、压力、浓度等因素来影响化学平衡的移动，从而改变反应的进行方向和程度化学平衡常数平衡常数可表示为平衡状态时各物质浓度或分压的乘积•反应物浓度或分压的乘积除以生成物浓度或分压的乘积影响因素温度会影响化学平衡常数•升高温度，平衡常数增大，平衡向正反应方向移动应用预测反应进行方向和平衡时各物质的浓度•预测反应的转化率和产率影响化学平衡的因素浓度变化温度变化压强变化催化剂增加反应物浓度，平衡向正反升高温度有利于吸热反应进行增加压强有利于气体分子数减催化剂可以加快反应速率，但应方向移动，生成更多产物，平衡向正反应方向移动降少的方向进行，平衡向正反应不能改变平衡常数，因此不会相反，增加产物浓度，平衡向低温度有利于放热反应进行，方向移动减小压强有利于气影响平衡位置逆反应方向移动，生成更多反平衡向逆反应方向移动体分子数增加的方向进行，平应物衡向逆反应方向移动沸点升降和渗透压沸点升降1溶液的沸点高于纯溶剂的沸点，因为溶质的存在降低了溶剂的蒸气压，导致沸点升高渗透压2渗透压是指阻止溶剂通过半透膜从低浓度溶液流向高浓度溶液所需的压力应用3沸点升降和渗透压在食品加工、医药、生物化学等领域有广泛应用，例如浓缩果汁、血液透析、植物吸水氢键及其在生命中的作用氢键是一种特殊的分子间作用力，比范德华力强，但比化学键弱氢键在生命活动中起着至关重要的作用，例如，水分子间的氢键使水具有较高的沸点、熔点和比热容蛋白质和核酸等生物大分子中，氢键也起到稳定结构的作用，维持它们的生物活性生命过程中的能量转化光合作用呼吸作用植物利用光能将二氧化碳和水转生物体将糖类等有机物氧化分解化为糖类和氧气，储存能量，释放能量，供生命活动所需生物能量传递能量在生物体内以的形式传递，参与各种生命活动ATP新能源与可持续发展太阳能风能潮汐能氢能清洁能源，可再生，无污染，可再生能源，清洁环保，对环可再生能源，高效环保，可持清洁能源，零排放，可用于汽广泛分布境影响小续利用车，飞机等小结与思考知识回顾应用实践

11.

22.回顾化学反应与能量之间的关系，以及尝试用所学知识解释生活中常见的化学影响反应方向和速率的因素现象，如燃烧、腐蚀等深入思考

33.思考化学反应与能量在科技发展、环境保护等方面的应用和挑战。